CN104048856A

CN104048856A - 一种收集电子雾化液烟气的方法及其装置

Info

Publication number: CN104048856A
Application number: CN201410287154.3A
Authority: CN
Inventors: 华健; 曾智平; 郭杏林; 陈玉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明公开了一种收集电子雾化液烟气的方法及其装置。其中，该方法的具体步骤如下：第一步，收集自冷凝物；第二步，捕集未冷凝及大分子粒相产物；第三步，通过特氏气体洗瓶中气相吸收溶剂吸收剩余气相产物。本发明具有准确和最大程度的收集电子雾化液在不同条件下雾化后产生的烟气成分，为烟气中成分的定性定量分析奠定基础的效果。

Description

一种收集电子雾化液烟气的方法及其装置

技术领域

本发明属于电子烟领域，特别涉及一种收集电子雾化液烟气的方法及其装置。

背景技术

随着科学技术的发展，越来越多的研究表明卷烟中含有大量对人体有害的物质，在这种情况下电子烟、尼古丁含片等烟草替代品应运而生。其中，电子烟模式得到较为普遍的应用，有研究表明，电子烟可作为戒烟的一种方法，同时电子烟还可成为卷烟的替代品。雾化器是电子烟的核心部件，对雾化器中产生烟气的收集是安全性评估的必要手段。电子雾化液烟气产生的原理与卷烟完全不同，雾化器是通过对发热丝加热对电子雾化液进行汽化产生烟气，电子雾化液是由丙二醇、丙三醇、烟草提取物、香精香料、烟碱等物质组成，经过发热丝加热雾化后产生的物质除原料外，还将因高温裂解等化学反应产生新的物质；而卷烟的烟气，是烟丝在高温下燃烧及升华产生的烟气，原理和原料都不同，产生的烟气成分也完全不同。雾化器产生的烟气尚未有进行系统收集分析的方法和研究成果，经过检验，现有对卷烟烟气主流成分的收集方法并不适用于雾化器烟气的收集，必须探索新的烟气收集的方法以便能收集电子雾化液在高温雾化时产生的未知物。为了确定雾化器雾化后产生烟气的主流成分，填补雾化器烟气收集的空白，特公开收集雾化器雾化后产生烟气中主流成分的方法。另外，目前的烟气收集装置只能针对卷烟的烟气进行收集，经过收集卷烟燃烧后的主流烟气成分，不能够适用于雾化器产生的烟气收集标准。因此，要建立一种快速准确收集电子雾化液产生烟气的装置，为电子雾化液雾化产生烟气进行安全性的评估是很有必要的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种准确和最大程度的收集电子雾化液在不同条件下雾化后产生的烟气成分，为烟气中成分的定性定量分析奠定基础的收集电子雾化液烟气的方法及其装置。

为实现上述目的，本发明提供的一种收集电子雾化液烟气的方法，其中，该方法的具体步骤如下：

（1）第一步，收集自冷凝物。

在雾化器中添加一定量的电子雾化液，模拟人吸烟的频率，通过电路控制雾化器的温度和抽吸时间，雾化器中电子雾化液经发热丝加热雾化及部分裂解产生烟气，将该烟气自冷却，形成冷凝液，对冷凝液进行收集。

（2）第二步，捕集未冷凝及大分子粒相产物。

通过粒相吸附材料，捕集未冷凝及大分子粒相产物，此部分为烟气粒相成分。

（3）第三步，通过特氏气体洗瓶中气相吸收溶剂吸收剩余气相产物。

对剩余小分子烟气产物在通过粒相吸附材料后，利用气相吸附溶剂进行吸收，此部分烟气为气相产物。

本发明的另一目的是提供一种收集电子雾化液烟气的装置，其中，该装置由烟气收集装置和控制装置组成。

烟气收集装置包括箱体、在箱体上设有的雾化器、与雾化器连接且在箱体上设有的第一捕集单元、与第一捕集单元连接且在箱体上设有的第二捕集单元和与第二捕集单元连接的第三捕集单元。箱体上设置有与雾化器连接的电压调节阀，控制装置由在箱体一侧设有的配电箱和在配电箱上设有与电压调节阀连接用于调节抽吸频率和抽吸压力的触摸屏。

在一些实施方式中，第一捕集单元是Y字型三通阀。

在一些实施方式中，第三捕集单元是加装粒相吸附材料的圆盘型夹固装置。

在一些实施方式中，第三捕集单元是加装吸收烟气气相产物溶剂的特氏气体洗瓶。

本发明的有益效果是准确和最大程度的收集电子雾化液在不同条件下雾化后产生的烟气成分，为烟气中成分的定性定量分析奠定基础。由于现有技术未有收集雾化器烟气的方法，针对卷烟烟气的收集，其方法主要是对其中单一烟气成分的收集，且其样品处理过程过于复杂，不适用于雾化器主流烟气的收集。本发明所采用的技术方案是通过电路控制雾化器温度及抽吸时间，模拟人体吸烟的频率，采用三级捕集单元雾化器烟气的三种成分。第一级收集自冷凝物，自冷却富集于三通管道中收集该产物，第二级捕集未冷凝及大分子粒相产物，第三级通过特氏气体洗瓶中气相吸收溶剂吸收剩余气相产物。另外，雾化器到烟气收集第三单元之间的通道皆为不锈钢通道，符合整个收集系统无污染、易拆装和耐用的特点，其雾化单元和收集单元是多通道独立运行的，可实现不同条件下电子雾化液雾化产生烟气的收集。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，一种收集电子雾化液烟气的方法，具体步骤如下：（1）第一步，收集自冷凝物。在雾化器中添加一定量的电子雾化液，模拟人吸烟的频率，通过电路控制雾化器的温度和抽吸时间，雾化器中电子雾化液经发热丝加热雾化及部分裂解产生烟气，将该烟气自冷却，形成冷凝液，对冷凝液进行收集。（2）第二步，捕集未冷凝及大分子粒相产物。通过粒相吸附材料，捕集未冷凝及大分子粒相产物，此部分为烟气粒相成分。（3）第三步，通过特氏气体洗瓶中气相吸收溶剂吸收剩余气相产物。对剩余小分子烟气产物在通过粒相吸附材料后，利用气相吸附溶剂进行吸收，此部分烟气为气相产物。

经过上述三级烟气的捕集后，对雾化器1中的烟气成分进行分析和测定。第三捕集单元4中的气相吸收溶剂可使用单元或多元体系做气相产物的吸收。上述的雾化器与电子烟中的雾化器结构和工作原理相同。对于雾化器1中的烟气成分进行分析可以单独进行，自冷凝物部分直接做GC-MS分析。第二捕集单元3收集的烟气物质可通过吸附溶剂进行超声萃取浓缩成2ml待测。第二捕集单元3中的粒相吸附材料为玻璃纤维材质，孔径小于0.3微米的滤片。第三捕集单元4的气相部分经旋转蒸发仪浓缩后可进行GC-MS成分分析。也可以混合进行，第一捕集单元2、第二捕集单元3和第三捕集单元4三者收集到的三种烟气组分混合均匀后做GC-MS分析。

一种收集电子雾化液烟气的装置，该装置由烟气收集装置和控制装置组成。烟气收集装置包括箱体6、在箱体6上设有的雾化器1、与雾化器1连接且在箱体6上设有的第一捕集单元2、与第一捕集单元2连接且在箱体6上设有的第二捕集单元3和与第二捕集单元3连接的第三捕集单元4。箱体6上设置有与雾化器1连接的电压调节阀，控制装置由在箱体6一侧设有的配电箱11和在配电箱11上设有与电压调节阀8连接用于调节抽吸频率和抽吸压力的触摸屏10。人机界面可设定不同的抽吸时间和间隔时间，动力控制单元可模拟人的抽吸习惯，对不同的抽吸频率及抽吸深度进行相应的调节，达到收集和分析不同人群抽吸习惯产生烟气的情况。第一捕集单元2是Y字型三通阀，第一单元是通过连接不锈钢通道，在雾化器1与烟气收集第二单元之间加装三通阀呈Y字型，三通尾部设置开关，在烟气收集完毕后可直接打开开关接取烟气冷凝液。第三捕集单元4是加装粒相吸附材料的圆盘型夹固装置。第三捕集单元4是加装吸收烟气气相产物溶剂的特氏气体洗瓶。上述三个捕集单元都是通过管道系统4连接的。另外，在箱体6上还安装有真空压力表7和电压调节阀8，及单路电源开关9。整个结构是通过电压控制雾化器1中发热丝的温度，使电子雾化液雾化产生烟气，通过Y字型的第一捕集单元2收集自冷凝物，未冷凝烟气产物通过第二捕集单元3利用粒相吸附材料吸附收集，剩余烟气产物通过第三捕集单元4中的气相吸收溶剂吸收，尾气通过电动抽吸泵排出。雾化器1是快速雾化，温度在150-800℃可调。由于雾化器1存在不同规格，其功率及产生温度不同，为了模拟各雾化器1不同的工作状态，同时对极限条件下的电子雾化液产生的烟气进行收集和分析，在发热丝的电阻、发热丝缠绕的长度、额定功率都达到相应的条件后，加装可调电压电位器，通过改变电压进行雾化器1对电子雾化液的温度调控，其中发热丝和移液棉作为易损件及易污染的构件，制作成单独组件，可随时进行更换。

使用时，在雾化单元中添加一定量电子雾化液，加装到装置上，装置中烟气收集的管道有一定弹性压力使雾化器1固定在通道与底座之间。将第一捕集单元2中三通阀开关闭合使通道不漏气，使烟气冷凝液富集在三通尾部的管道中。再将第三捕集单元4中特氏气体洗瓶与通道连接旋钮松开，然后取出连接第二捕集单元3和特氏气体洗瓶的管道，第二捕集单元3的夹固装置上半部分移开，加装两片符合规格的粒相吸附用的滤片，可收集电子雾化液烟气中的粒相成分，将夹固装置闭合，确保第二捕集单元3的气密性符合要求。往特氏气体洗瓶中添加200ml吸收气相溶剂作为电子雾化液烟气气相物的吸收液。连接气体洗瓶与第二捕集单元3之间的管道。打开电源开关，设定雾化器1的工作电压、抽吸时间和间隔时间，设定电动抽吸泵的能达到的负压，雾化单元工作后开始烟气收集。消耗足量电子雾化液后，烟气收集完毕，关闭通道开关，打开三通阀，用样品瓶接取收集到的冷凝液，此为收集到的烟气自冷凝液样品。打开夹固装置，取出粒相吸附材料置于烧杯中，加入80ml吸收溶剂对其进行超声萃取三次，每次十分钟，将萃取液浓缩至约2ml，转移至样品瓶中待测，此为收集的烟气粒相物样品。取出特氏气体洗瓶，将气相吸附溶剂转移至烧瓶中浓缩至约2ml，置于样品瓶中待测，此为收集的烟气气相物样品。为了便于测试分析，可将收集到的三种烟气组分混合均匀后做GC-MS分析，也可单独对每个组分进行分析测试。

对于第三捕集单元4中的气相吸收溶剂可使用单元或多元体系做气相产物的吸收，下面分别列举几种体系收集气相成分的情况。

(1)香草28mg口味二氯甲烷气相收集成分

（2）香草28mg口味甲醇气相收集成分

（3）香草28mg口味环己烷气相收集成分

(4) 香草28mg口味二氯甲烷甲醇混合体系气相收集成分

（5）香草28mg口味二氯甲烷环己烷混合体系气相收集成分

（6）香草28mg口味二氯甲烷甲醇环己烷混合体系气相收集成分

结合上述实验数据，最终选择第三捕集单元4的吸收溶剂体系为二氯甲烷、甲醇和环己烷1:1:1的混合溶剂体系。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims

1.一种收集电子雾化液烟气的方法，其中，该方法的具体步骤如下：

（1）第一步，收集自冷凝物；

在雾化器中添加一定量的电子雾化液，模拟人吸烟的频率，通过电路控制雾化器的温度和抽吸时间，雾化器中电子雾化液经发热丝加热雾化及部分裂解产生烟气，将该烟气自冷却，形成冷凝液，对冷凝液进行收集；

（2）第二步，捕集未冷凝及大分子粒相产物；

通过粒相吸附材料，捕集未冷凝及大分子粒相产物，此部分为烟气粒相成分；

（3）第三步，通过特氏气体洗瓶中气相吸收溶剂吸收剩余气相产物；

2.一种收集电子雾化液烟气的装置，其特征在于，该装置由烟气收集装置和控制装置组成；

所述的烟气收集装置包括箱体、在箱体上设有的雾化器、与雾化器连接且在箱体上设有的第一捕集单元、与第一捕集单元连接且在箱体上设有的第二捕集单元和与第二捕集单元连接的第三捕集单元;

所述的箱体上设置有与雾化器连接的电压调节阀；

所述的控制装置由在箱体一侧设有的配电箱和在配电箱上设有与电压调节阀连接用于调节抽吸频率和抽吸压力的触摸屏。

3.根据权利要求2所述的一种收集电子雾化液烟气的装置，其特征在于，所述的第一捕集单元是Y字型三通阀。

4. 根据权利要求2所述的一种收集电子雾化液烟气的装置，其特征在于，所述的第二捕集单元是加装粒相吸附材料的圆盘型夹固装置。

5.根据权利要求2所述的一种收集电子雾化液烟气的装置，其特征在于，所述的第三捕集单元是加装吸收烟气气相产物溶剂的特氏气体洗瓶。